一种含亲水性结构光固化涂料及其制备方法和应用与流程

本发明属于光固化涂料领域，具体涉及一种含亲水性结构光固化涂料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、紫外光固化涂料是20世纪60年代开发的一种环保节能型涂料，在紫外光照射下即可快速固化，不仅固化速度快，而且比热固化涂料节省能源。紫外光固化涂料不仅在金属、皮革、木材、塑料等材料中得到大量应用，而且还在光纤、印刷线路板、电子元器件封装等领域成功应用。

2、如玻璃、塑料、薄膜等透明材料表面的水接触角一般都在40°以上，当透明材料内外表面有温差时，温度较低的表面的水分饱和蒸汽压低于周围环境的蒸汽压，空气中的湿气或蒸汽会在该表面聚集凝结形成雾，甚至冷凝形成微小水滴。当透明材料的表面出现起雾现象时，会使得透明材料变得不透明，影响视觉效果，雾化现象严重影响透明度，而且微小水滴的析出使光线经过时发生漫反射，明显降低了透明材料的透光率。这会给人们的生活带来诸多不便，例如，眼镜的雾化会使人的视界模糊；汽车挡风玻璃及后视镜的雾化会给交通带来安全隐患；摄像机球罩的雾化会使监控图像模糊失真；太阳能装置中吸收太阳能部分材料表面的雾化会严重降低对太阳能利用率；农业用塑料膜表面的雾化也会严重降低薄膜透光率，影响作物生长。现有技术中的紫外光固化涂料大多采用低聚物树脂为聚氨酯丙烯酸酯，其亲水性不佳，基本无法起到防雾的效果。

技术实现思路

1、本发明的目的之一在于针对现有技术中的聚氨酯丙烯酸酯亲水性能不佳、无法较好地实现防雾效果的缺陷，而提出了一种含亲水性结构光固化涂料。

2、具体地，所述含亲水性结构光固化涂料含有质量比为1:(0.125～0.8):(0.125～0.8):(0.025～0.4):(0.025～0.2):(0～1.6):(0～0.04)的改性丙烯酸酯树脂、单官能度稀释剂、多官能度稀释剂、纳米粒子、光引发剂以及任选的溶剂和助剂；所述改性丙烯酸酯树脂为由二异氰酸酯和二元醇ⅰ与端羟基丙烯酸酯反应得到的以双键封端的丙烯酸酯树脂；所述改性丙烯酸酯树脂具有式(1)所示结构；所述纳米粒子为无机纳米二氧化硅溶胶和/或介孔二氧化硅；

3、

4、式(1)中，r1为衍生自二元醇ⅰ的基团，r2为衍生自二异氰酸酯的基团，r3为衍生自亲水性低聚物二元醇且侧链至少包括1个羟基的基团，n为1～7的整数。

5、本发明的目的之二在于提供了上述含亲水性结构光固化涂料的制备方法，该制备方法包括将改性丙烯酸酯树脂、单官能度稀释剂、多官能度稀释剂、纳米粒子、光引发剂以及任选的溶解和助剂混合搅拌均匀后避光出料，即得到含亲水性结构光固化涂料。

6、本发明的目的之三在于还提供了一种防雾涂层，所述防雾涂层采用上述含亲水性结构光固化涂料制备得到。

7、本发明的目的之四在于还提供了一种防雾涂层的制备方法，该制备方法包括将上述含亲水性结构光固化涂料涂覆在基材上，固化后即得到防雾涂层。

8、本发明的关键在于将具有特定结构的改性丙烯酸酯树脂和纳米粒子与单官能度稀释剂、多官能度稀释剂、光引发剂以及任选的溶剂和助剂按照一定的比例协同配合，由此得到的光固化涂料具有良好的防雾效果。这主要是由于：改性丙烯酸酯树脂分子链中存在多羟基基团，能够显著改善光固化涂料的亲水性能，降低光固化涂料固化后形成的涂层表面的水接触角，同时由于纳米粒子的引入使得固化后的涂层表面形成微纳结构，当发生水汽凝结时，水汽会先在微纳结构中渗透再铺展开来，即会在该涂层表面形成透明水膜，不影响透明度从而达到防雾的目的。本发明提供的含亲水性结构光固化涂料具有良好的防雾效果且附着力和硬度良好，制备工艺简单，可以适用工业化生产。

技术特征：

1.一种含亲水性结构光固化涂料，其特征在于，所述含亲水性结构光固化涂料含有质量比为1:(0.125～0.8):(0.125～0.8):(0.025～0.4):(0.025～0.2):(0～1.6):(0～0.04)的改性丙烯酸酯树脂、单官能度稀释剂、多官能度稀释剂、纳米粒子、光引发剂以及任选的溶剂和助剂；所述改性丙烯酸酯树脂为由二异氰酸酯和二元醇ⅰ与端羟基丙烯酸酯反应得到的以双键封端的丙烯酸酯树脂；所述改性丙烯酸酯树脂具有式(1)所示结构；所述纳米粒子为纳米二氧化硅溶胶和/或介孔二氧化硅；

2.根据权利要求1所述的含亲水性结构光固化涂料，其特征在于，以所述含亲水性结构光固化涂料的总重量为基准，所述改性丙烯酸酯树脂的含量为25～40重量份，所述单官能度稀释剂的含量为5～20重量份，所述多官能度稀释剂的含量为5～20重量份，所述纳米粒子的含量为1～10重量份，所述光引发剂的含量为1～5重量份，所述溶剂的含量为20～40重量份，所述助剂的含量为0～1重量份。

3.根据权利要求1所述的含亲水性结构光固化涂料，其特征在于，所述改性丙烯酸酯树脂在25℃下的粘度为5000～35000cps；

4.根据权利要求1所述的含亲水性结构光固化涂料，其特征在于，所述纳米二氧化硅溶胶的平均粒径为1～100nm；

5.根据权利要求1所述的含亲水性结构光固化涂料，其特征在于，所述改性丙烯酸酯树脂按照包括以下步骤的方法制备得到：

6.根据权利要求5所述的含亲水性结构光固化涂料，其特征在于，所述端羟基丙烯酸酯采用将式(2)所示结构亲水性低聚物二元醇和丙烯酸在碘存在的条件下进行脱水缩合反应后纯化得到；

7.根据权利要求5所述的含亲水性结构的光固化涂料，其特征在于，所述亲水性低聚物二元醇采用将具有式(3)所示结构的二元酸和具有式(4)所示结构的二元醇ⅱ在催化剂的存在下进行缩聚反应得到；

8.根据权利要求1～7中任意一项所述的含亲水性结构光固化涂料的制备方法，其特征在于，该制备方法包括将改性丙烯酸酯树脂、单官能度稀释剂、多官能度稀释剂、光引发剂以及任选的溶剂和助剂混合搅拌均匀后避光出料，即得到含亲水性结构光固化涂料。

9.一种防雾涂层，其特征在于，所述防雾涂层采用权利要求1～7中任意一项所述的含亲水性结构光固化涂料制备得到。

10.一种防雾涂层的制备方法，其特征在于，该制备方法包括将权利要求1～7中任意一项所述的含亲水性结构光固化涂料涂覆在基材上，固化后即得到防雾涂层。

技术总结本发明属于光固化涂料领域，具体涉及一种含亲水性结构光固化涂料及其制备方法和应用。所述含亲水性结构光固化涂料含有质量比为1:(0.125～0.8):(0.125～0.8):(0.025～0.4):(0.025～0.2):(0～1.6):(0～0.04)的改性丙烯酸酯树脂、单官能度稀释剂、多官能度稀释剂、纳米粒子、光引发剂以及任选的溶剂和助剂；所述改性丙烯酸酯树脂为由二异氰酸酯和二元醇Ⅰ与端羟基丙烯酸酯反应得到的以双键封端的丙烯酸酯树脂；所述改性丙烯酸酯树脂具有式(1)所示结构；所述纳米粒子为纳米二氧化硅溶胶和/或介孔二氧化硅。本发明的关键在于引入具有特定结构的改性丙烯酸酯树脂和纳米粒子，由此所得的光固化涂料具有良好的亲水性能，使得发生水汽凝结时水汽会在该涂层表面形成透明水膜，不影响透明度并达到达到良好的防雾效果。技术研发人员：魏相榕,陈长敬受保护的技术使用者：韦尔通科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9